DE45891C - Verfahren zur Herstellung eines dünneren Rohres aus einem dickeren vollen Arbeitsstücke nach dem unter Nr. 34617 patentirten Walzverfahren - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Dieses Verfahren bezweckt die Herstellung von Röhren aus massiven Metallen vermittelst äufserer Verminderung, verbunden mit einem gleichzeitigen Uebertreiben des Metallstückes über eine stumpfe Stange (oder Dorn), ohne dafs es nöthig wäre,, in letztere irgend welche Maschinenkraft einzuleiten.

Während massive Metallstücke dem Eindringen durch Maschinenkraft vorgetriebener, dabei gleichzeitig rotirender oder nicht rotirender spitzer Dorne einen sehr bedeutenden Widerstand entgegensetzen, was eine bedeutende Beanspruchung des Domes zur Folge hat und damit die Grenze der dabei möglichen Production auf ein sehr geringes Mafs herunterdrückt, ändert sich dies Verhältnifs vollkommen, wenn man gleichzeitig das Metall durch Schrägwalzen aufsen vermindert, dadurch eine Compression der äufseren Schichten herbeiführt und innen eine stumpfe Stange oder einen beliebig geformten Dorn in das innen aufgelockerte Werkstück eintreten läfst. Die Einleitung von Maschinenkraft in die Stange oder den Dorn wird dadurch vollkommen überflüssig gemacht und daher kann im Gegensatz zu allen bisherigen Methoden anstatt des durch Maschinenkraft getriebenen, vielfach sogar noch mit Gewinden versehenen Dornes hier eine nicht von Maschinenkraft bewegte innere Schleppwalze oder einfache stumpfe Stange benutzt werden.

Läfst man ein .Metallstück zwischen Walzen, deren Arbeitsflächen entgegengesetzte Bewegung haben und deren Achsen etwas schräg zu einander liegen, rotiren und sich gleichzeitig einem engeren Punkte zwischen den Wälzen zu bewegen, ähnlich wie dies in Fig. 1 bis 4 der beiliegenden Zeichnung gezeigt ist, so läfst sich, falls durch irgend eine Kraft das Metall verhindert ist, dem Zuge der Walzenoberflächen entsprechend ihrer starken Schrägstellung zu folgen, erreichen, dafs sich die äufseren Schichten des Werkstückes eine Strecke weit über die mittleren überziehen, während die mittleren Partien des Werkstückes zurückbleiben, nicht entsprechend gestreckt werden. Auf diese Weise läfst sich ein Stück Rohr bilden, das am hinteren Ende geschlossen bleibt. Sobald die Scheerfestigkeit der von den Walzen oder durch die Reibung an den Walzen gefafsten Theile des Werkstückes geringer ist als die Biegefestigkeit des inneren, durch erstere nicht berührten Theiles, so scheert sich das äufsere, aufsen vorwärts gezogene Material gleichsam von dem durch die Cohäsion mit dem noch massiven Werkstückstheil zusammengehaltenen inneren Materialkern nach und nach ab. Weil dies unter' Luftabschlufs und warm geschieht, bleibt das Material zusammenhängend und ganz. Durch den Zug der Walzen rückt das massive Werkstück in demselben Mafse selbstthätig nach, wie durch die Walzen frisches Material in Rohrform abgeführt wird, bis das ganze Werkstück, ausgenommen den letzten Theil, in Rohrform übergeführt ist. Je besser die Verhältnisse getroffen sind, ein um so gröfserer Theil des Werkstückes wird als Rohr abgeführt. Man kann der Zugfestigkeit des massiven Materialkernes zu Hülfe kommen, indem_ man

bei y (Fig. 3, 4 und f)[ einen äufseren Widerstand einschaltet. -.Man : erreicht dies sehr einfach dadurch \ dafs, man gegenüber den mittleren Partien des Werkstückes, welche an sich schon die- Neigung haben, zurückzubleiben, eine stumpfe Stange placirt, welche an dem Zurückweichen in der Achsrichtung verhindert ist. Diese verhindert alsdann die mittleren Partien des Werkstückes, mit den äufseren Partien mitzugehen, und es kann bei geeigneter äufserer Verdünnung und dadurch hervorgerufener Compression das Ueberziehen so weit getrieben werden, dafs der ganze massive Block sich über die Stange herüberzieht, so dafs alsdann das ganze Werkstück, auch einschliefslich des letzten Endes, als Rohr die Walze verläfst.

Dies Zurückhalten des Werkstückes gegenüber dem Zug der Walzenoberflächen wird z. B. erreicht, wenn die Walzenoberflächen bei starker Verdrehung der Achsen so stark geneigt stehen, dafs sie das Werkstück auf kurzem Wege verdünnen und der dadurch gebildete Konus zwischen dem noch nicht gewalzten Theile und dem fertig gewalzten Theile des Werkstückes ein steiler ist, wie es z. B. Fig. 1 und 5 darstellen.

Anstatt durch die Steilheit des durch die Walzenoberflächen zwischen dem unbearbeiteten und dem fertig bearbeiteten Werkstück hervorgerufenen Konus kann das Material auch auf andere Weise gegenüber der Walzenbewegung relativ zurückgehalten werden, z. B. durch entsprechende zurücklaufende Kalibrirung, z. B. durch Schraubenkaliber (s. Fig. 1), die auf den Walzenoberflächen angebracht sind und bei der Drehbewegung der Walzen scheinbar rückwärts laufen; oder aber das Werkstück kann beim Eintritt langsam, nach dem Austritt zu rasch bewegt werden, z. B. durch die in dem D. R. P.' No. 34617 beschriebenen Vorwärtsstreckwulste oder dadurch, dafs zwei hinter einander angebrachte selbstständige Walzenpaare, von denen das hinterste eine steilere Excentricität hat wie das vordere, das Material am Austrittsende rascher vorwärts bewegen als am Eintrittsende.

Aufser dieser ersten Neigung kommt der Möglichkeit, das Material über eine Stange zu schieben, noch eine zweite Neigung zu Hülfe. Es tritt nämlich aufser der oben erwähnten Reaction des Ueberziehens des äufseren Materials und Zurückbleibens des inneren beim Schräg- und Querwalzen auch eine Verdichtung der Oberfläche ein, ähnlich wie Hammerschläge auf beschränkte Tiefe eine Verdichtung der Oberfläche herbeiführen. Da nun aufserdem die Oberfläche gestreckt wird bezw. durch die äufsere Compression die Neigung hat, sich zu strecken, um wieder in die natürliche Moleculaiiage zurückzukehren, das Material aber naturgemäfs verhindert ist, diese Ausdehnung nach der Innenseite des gewölbeartig zusammengedrängten Ringes auszuüben, weil infolge einer gröfseren Annäherung der Molecule an den Mittelpunkt des Werkstückes anstatt der erstrebten Auflockerung eine weitere Compression der inneren Molecule erfolgen würde, so kann der comprimirte Ring seine allseitige Compression nur dadurch vermindern, dafs er seinen Durchmesser vergröfsert. Infolge dessen müssen die inneren Partien, wo keinerlei Compression stattgefunden hat und welche durch die Cohäsion mit den äufseren comprimirten Partien zusammenhängen, auch durch diese Cohäsion veranlafst werden, der radial nach aufsen gerichteten Bewegung der äufseren Partien sich anzuschliefsen, wodurch Zugspannungen und Auflockerungen im Innern entstehen. Es wird dadurch entweder der Widerstand vermindert, welchen ohne diese äufsere Compression massive Metallstücke dem Eindringen eines Domes in ihren Mittelpunkt entgegensetzen, oder aber es wird dem Material erleichtert, sich während des Walzens über eine Stange oder einen Dorn hinüberzuschieben.

Infolge einer vereinigten Wirkung beider Reactionen: 1. des Voreilens der durch den Zug der Walzen vorwärts getriebenen äufseren Materialschichten gegenüber den durch die Cohäsion" mit dem massiven unbearbeiteten Werkstück zurückgehaltenen inneren Partien, 2. der beim Schrägwalzen bei äufserer Verminderung im Innern eintretenden Ungleichheit in der Dichtigkeit der peripheralen gegenüber den inneren Materialschichten, ist man im Stande, fast alle Metalle aus dem massiven Zustande vermittelst gleichzeitiger äufserer Verminderung durch Schrägwalzen und gleichzeitigen oder unmittelbar nachfolgenden Ueberschiebens über einen Dorn Röhren zu erzeugen. Es ist nicht absolut nöthig, dafs beide Reactionen bei Ausführung des Processes verbunden werden, indefs ist unter allen Umständen zur Ausführung des vorstehenden Processes nothwendig, dafs gleichzeitig oder unmittelbar vorher mit dem Schieben über eine Stange eine Verminderung der äufseren Dimensionen des Werkstückes eintrete.

Die zum Zurückhalten der inneren Materialschichten angewendeten Stangen können vorn vollkommen stumpf sein (s. Fig. 3), ein Zeichen, dafs dieselben nicht die Ursache der Lochbildung sind, sondern nur die Neigung zum Rohrförmigwerden, welche durch die äufsere Bearbeitung hervorgerufen wird, einigermafsen unterstützen. Die stumpfe Stange unterstützt die Neigung der centralen Partien des Werkstückes, sich ohne Zerreifsung des Innern durch die Cohäsion von den äufseren Metallschichten, welche durch die Reibung der Walzenoberflächen nach vorn getrieben werden, mitnehmen

zu lassen. Wenn auch die Möglichkeit der Anwendung einer stumpfen Stange am klarsten das Princip beleuchtet, dafs es nicht die Arbeit der Stange sein kann, welche das Rohr erzeugt, so ist es doch selbstverständlich bei der praktischen Ausführung nicht principiell erforderlich, dafs die Stange vorn ganz stumpf ist; sie kann αμαι rundlich oder angespitzt öder zugeschärft sein, ähnlich wie dies Fig. 4 und 5 veranschaulichen.

Fig. 3 zeigt eine zwischen den Walzen A befindliche Stange C, welche an einer Verschiebung in der Achsrichtung verhindert ist und über welche sich der vorher massive Block als Rohr unter Rotation hinüberschiebt. Je stärker dieselbe zugespitzt ist, um so mehr kommt der oben beschriebenen Reaction des Zurückhaltens der inneren Materialschichten eine Nebenreaction des Dornes zu Hülfe, das massive Material zu spalten; indefs wird auch hier in den Dorn keine Maschinenkraft eingeführt, und das Loch entsteht durch die durch . die äufserlich wirkende Walzarbeit hervorgerufene Auflockerung des Innern bezw. vermöge der durch die äufsere Walzarbeit hervorgerufenen Tendenz des. massiven Metalls, sich rohrförmig anzuordnen. Ob der Dorn still steht oder, durch die Rotationsbewegung des Werkstückes mitgenommen, ebenfalls rotirt oder eine andere Bewegung hat, ist für den Procefs von keiner principiellen Bedeutung, da der Procefs von Statten geht ebensowohl mit stillstehendem wie mit rotirendem Dorn. Es wird auch hier in dem Vorigen ganz analoger Weise die Neigung des Werkstückes, durch äufsere Bearbeitung rohrförmig zu werden, benutzt, um den Widerstand zu vermindern, welchen sonst massive Metalle dem Ueberschieben über einen in der Achrichtung nicht zurückweichenden Dorn entgegensetzen, sowie um den Verschleifs der Stange entsprechend zu vermindern.

Diese Neigung zum Hohlwerden entsteht immer, wenn aufsen die Dimension durch Schrägwalzen vermindert und gleichzeitig das Material über einen Dorn geschoben wird.

Erreicht die Neigung zum Hohlwerden eine gewisse Gröfse, so sucht der Dorn nach einem kurzen *Wege des Werkstückes die Mitte desselben bezw. die Rotationsachse, auch wenn er Anfangs absichtlich nicht der Mitte des' rotirenden und zugleich fortschreitenden Werkstückes gegenübergestellt worden war und selbst wenn ohne Dorn noch kein Loch entstehen würde. Läfst mari ein langes rotirendes Werkstück sich zwischen den Walzen bis zu seiner Mitte auf einen ihm gegenübergestellten Dorn aufschieben, unterbricht dann den Procefs, nimmt das ehea»und sich zwischen

ι beiden Seiten ange-

Werkstück aus dem Vv
das andere Ende voranj
den Walzen über die St
sich die dergestalt vo
fangenen Höhlungen ii
der Mitte, auch wenn der Dorn an beiden Seiten beliebig aufserhalb der Mittellinie des Werkstückes gestanden hatte und dadurch an beiden Rohrenden die Wandstärke ungleich war. Dies ist ein Beweis dafür, dafs auch bei den längsten Röhren die Wandstärke, abgesehen von den Anfangsenden, immer gleichmäfsig werden mufs. Es lassen sich daher auch lange Röhren mit ringsum gleicher Wandstärke nach dem angegebenen Verfahren herstellen.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:'

   ι . Die Abänderung des durch D. R. P. No. 34617 geschützten Verfahrens bei Herstellung rohrartiger Körper, darin bestehend, dafs das massive, auf geeignete Temperatur gebrachte metallene Werkstück der schräg walzenden und streckenden Wirkung zweier oder mehrerer Walzen unterworfen wird, deren Arbeitsflächen entlang der Berührungslinie am Werkstück gegen einander geneigt und deren Achsen in solcher Weise in verschiedenen Ebenen gegen einander angeordnet sind, dafs sie sich einander nicht schneiden und dafs die Arbeitsflächen der Walzen die entgegengesetzten Seiten des Arbeitsstückes unter Rotation und Fortschreitung derselben in schräger Richtung so angreifen, dafs bei Verdünnung der äufseren Dimension des Werkstückes die äufseren Metalltheile gegen die inneren verschoben werden und das Rohr bilden, während die inneren Metalltheile entweder durch die Cohäsion mit den noch zurückliegenden Theilen des Werkstückes oder durch eine Druckstange zurückgehalten werden, welche mit dem einen Ende in einem Gestell ruht und dadurch an einer Verschiebung in ihrer Achsenrichtung verhindert wird, während sie mit dem anderen Ende so weit zwischen die Walzen hineinragt, dafs ihr freies Ende gegen den massiven mittleren Theil des Werkstückes stöfst.
2. 2. Die Benutzung des unter 1. gekennzeichneten Verfahrens dazu, um durch die Auflockerung der inneren oder Verdichtung der äufseren Theile den Dorn nach der Rotationsachse des Arbeitsstückes hin zu treiben und also Röhren von völlig gleichmäfser Wandstärke zu erzielen?

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.